電磁兼容測(cè)試場(chǎng)地與設(shè)備-半電波暗室的主要指標(biāo)2
(1)場(chǎng)地電壓駐波比
CISPR在2007年之前僅對(duì)1GHz以下頻段的輻射騷擾測(cè)試場(chǎng)地進(jìn)行了規(guī)定,而現(xiàn)行完整的CISPR標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了1GHz以上的測(cè)試方法,并對(duì)測(cè)試場(chǎng)地提出了相應(yīng)的要求。提出了“場(chǎng)地電壓駐波比”的概念,用于驗(yàn)證測(cè)試場(chǎng)地的新方法。而原有的30MHz~1GHz頻率范圍內(nèi)歸一化場(chǎng)地衰減的測(cè)量方法由于信號(hào)在不同頻段的物理特性有所區(qū)別,不再適用于1GHz以上頻率的場(chǎng)地測(cè)試。
用于1GHz以上測(cè)量的場(chǎng)地要**一個(gè)全電波暗室,由于半電波暗室的場(chǎng)地不具備自由空間條件,因此需要在接地平板上鋪設(shè)額外的吸波材料,如圖3-50所示。SVSWR方法的目的是檢查被測(cè)空間的周邊條件,即由接收天線3dB波束寬度形成的切線W所提供的自由空間條件。
SVSWR是由反射信號(hào)與直射信號(hào)路徑引起的*大接收電壓與*小接收電壓之比,用分貝表示式:
圖3-51場(chǎng)地電壓駐波比的測(cè)試位置示意圖(俯視圖)
F6:接收天線開始 3.0m 處 |
R6:Test Volume 的右端開始對(duì)于接收天線 40cm處前方 |
F5:接收天線開始 F6+2cm 處 |
R5:接收天線開始 R6+2cm 處 |
F4:接收天線開始 F6+10cm 處 |
R4:接收天線開始 R6+10cm 處 |
F3:接收天線開始 F6+18cm 處 |
R3:接收天線開始 R6+18cm 處 |
F2:接收天線開始 F6+30cm 處 |
R2:接收天線開始 R6+30cm 處 |
F1:接收天線開始 F6+40cm 處 |
R1:接收天線開始 R6+40cm 處 |
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C6:Test Volume(T/T)中心 |
L6:Test Volume 的左端開始對(duì)于接收天線 40cm 處前方 |
C5:接收天線開始 C6+2cm 處 |
L5:接收天線開始 L6+2cm 處 |
C4:接收天線開始 C6+10cm 處 |
L4:接收天線開始 L6+10cm 處 |
C3:接收天線開始 C6+18cm 處 |
L3:接收天線開始 L6+18cm 處 |
C2:接收天線開始 C6+30cm 處 |
L2:接收天線開始 L6+30cm 處 |
C1:接收天線開始 C6+40cm 處 |
L1:接收天線開始 L6+40cm 處 |
圖3-52場(chǎng)地電壓駐波比的測(cè)試位置示意圖(側(cè)視圖)
當(dāng) VSWR(SVSWR)≤4dB時(shí),則場(chǎng)地是符合要求的。對(duì)場(chǎng)地駐波比的測(cè)量有如下規(guī)定:
① 對(duì)于3m測(cè)量距離的半電波暗室,推薦吸波材料的*小面積是1.6m×1.6m,將它們放在 EUT空間的邊界和接收天線之間的中間地段。如果場(chǎng)地校驗(yàn)失敗,應(yīng)該增加這個(gè)區(qū)域,首先是沿著兩個(gè)天線之間的軸,然后是與它垂直方位。
② 為了模擬EUT所表現(xiàn)的低指向性,用作發(fā)射源的天線應(yīng)具有全向性或者像偶極子天線那樣的輻射方向圖。接收天線必須是線性極化,而且應(yīng)該與將來用于EUT發(fā)射測(cè)量的天線相同。
③ 測(cè)量應(yīng)該在一個(gè)圓柱體的空間內(nèi)進(jìn)行,如圖8-27所示要求在三個(gè)高度六個(gè)間隔激勵(lì)發(fā)射天線的參考點(diǎn),共18個(gè)位置上進(jìn)行測(cè)量。
④ 測(cè)量可以使用自動(dòng)掃頻,也可以用步進(jìn)測(cè)量。步進(jìn)方式的步長(zhǎng)≤50MHz。
⑤ 并在垂直和水平兩個(gè)極化方向上分別測(cè)量。要注意接收天線與發(fā)射源必須處于同一高度,且測(cè)量信號(hào)至少大于本地噪聲環(huán)境電平20dB。
⑥ 除距離接收天線D處的r1參考點(diǎn)外,其余r1~r6的15個(gè)點(diǎn)都應(yīng)歸算到D處的值。歸算公式為
式中:Dhrp —為須歸算點(diǎn)的距離值
Shrp —?dú)w算前在Dhrp處實(shí)測(cè)值
對(duì)于歸算后的值,兩種極化方向的值都應(yīng)符合≤3.5dB要求。
⑦ 當(dāng)需要減小測(cè)試空間時(shí),吸收體應(yīng)增加到轉(zhuǎn)臺(tái)但要注意允許EUT的*小空間是0.308m直徑。至于需要驗(yàn)證場(chǎng)地時(shí),只需要對(duì)*大和*小空間進(jìn)行,而對(duì)于中間大小的測(cè)試空間,允許在*大和*小測(cè)試空間的結(jié)果之間作內(nèi)插運(yùn)算。
(2)測(cè)試面場(chǎng)均勻性
測(cè)試面場(chǎng)均勻性是為在暗室中進(jìn)行射頻輻射抗擾度測(cè)試而制定的參數(shù)。測(cè)試時(shí)需在EUT處產(chǎn)生規(guī)定的場(chǎng)強(qiáng),考察是否會(huì)引起EUT工作性能下降。由于EUT表面有一定范圍,所以在EUT區(qū)域內(nèi)規(guī)定了一個(gè)1.5m×1.5m 的垂直平面,要求該平面上場(chǎng)強(qiáng)均勻。這就是測(cè)試面場(chǎng)的均勻性。具體做法是:把該面均勻劃分16個(gè)點(diǎn),如圖3-53所示。然后按圖3-54所示布置,用各向同性探頭測(cè)量每個(gè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),取數(shù)值*接近的12個(gè)數(shù)值,剔除另外4個(gè)。12個(gè)值中,*大和*小的差值小于6dB,則認(rèn)為該測(cè)試面場(chǎng)是均勻的??梢赃M(jìn)行電磁輻射敏感度的檢測(cè)。
圖3-53 均勻區(qū)16點(diǎn)測(cè)試位置
圖3-54輻射場(chǎng)均勻性測(cè)試示意圖
在均勻性測(cè)試時(shí),要求在發(fā)射天線與EUT間的地面上鋪設(shè)可移動(dòng)式吸波材料,防止地面反射影響場(chǎng)的均勻性。此外,各向同性場(chǎng)強(qiáng)探頭應(yīng)采用光纜與場(chǎng)強(qiáng)儀相連。
同樣地,場(chǎng)均勻性測(cè)量應(yīng)是多頻率(80MHz~1GHz,頻率步長(zhǎng)不大于10%)、多位置(16個(gè)點(diǎn))、多極性(垂直極化、水平極化)的測(cè)量。如果有條件可以使用自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng),通過軟件配合的方式可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成16個(gè)位置的測(cè)量,大大降低該項(xiàng)測(cè)試項(xiàng)目所花費(fèi)的時(shí)間和人力。
特別提示:暗室的性能極大的依賴于暗室的設(shè)計(jì).建造以及吸波材料的選擇等。一旦建造完成,將很難進(jìn)行大的修改。因此,設(shè)計(jì)階段應(yīng)盡量考慮周全合理。建造時(shí)應(yīng)確保施工工藝到位,才能使暗室一次性通過測(cè)試。
(3)背景噪聲
測(cè)試環(huán)境中的背景電磁噪聲是評(píng)判一個(gè)半電波暗室性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。根據(jù)多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,背景噪聲應(yīng)低于測(cè)試限值6dB。鑒于噪聲電平可能影響到實(shí)際騷擾發(fā)射的測(cè)量,一般建議在有條件的情況下,背景噪聲*好低于限值20dB以上,越低越好。
特別提示:我們?cè)谠O(shè)計(jì)半電波暗室時(shí),一般都將CISPR22 Class B限值作為測(cè)試限值的基礎(chǔ)依據(jù)。
背景噪聲產(chǎn)生的來源十分廣泛,一般我們認(rèn)為來自于兩類:
**類:環(huán)境引入的噪聲
因暗室的人員與EUT出入口、供電、通訊、信號(hào)傳遞、暖通以及音視頻監(jiān)控等需要,在接口的位置選取與安裝處理中會(huì)引入這些設(shè)備的電磁發(fā)射或外部環(huán)境中的電磁干擾;
**類:測(cè)量系統(tǒng)引入的噪聲
我們?cè)谳椛浒l(fā)射測(cè)量時(shí),使用到的測(cè)量系統(tǒng)涵蓋測(cè)量天線、饋線、測(cè)量接收機(jī)等設(shè)備,其自身特性以及本機(jī)噪聲同樣會(huì)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)造成影響,該類噪聲原則上無法避免,也成為很多高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)量過程中容易出現(xiàn)本底噪聲過高的問題。
特別提示:由于測(cè)量系統(tǒng)自身設(shè)備性能局限而引入的噪聲,我們可以通過增加前置信號(hào)放大器的配備,對(duì)其進(jìn)行有效改善。大型***實(shí)驗(yàn)室普遍使用進(jìn)口的前置放大器,如R&S和SCHWARZBECK等。而隨著放大器技術(shù)的日益成熟,國產(chǎn)前置放大器也越來越多地在各中小型及企業(yè)的電磁兼容實(shí)驗(yàn)室中使用,代表性的產(chǎn)品有上海申瓦機(jī)電科技有限公司生產(chǎn)的前置信號(hào)放大器。